專利名稱：自動排放冷凝水節能器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及廢熱回收技術領域，尤其是一種自動排放冷凝水節能器。
背景技術：
工業設備中有許多需要排出廢熱的裝置，如鍋爐就需要從排煙通道排出溫 度較高的煙氣。這種廢熱中帶有較多的熱能，為回收利用這些廢熱，現有的節 能器如省煤器等具有如下的共同點1、安裝在廢熱通道上。2、內部設有換熱 水管路。省煤器換熱管表面煙氣溫度低于煙氣露點溫度時，省煤器換熱管表面 會結露，產生冷凝水。鍋爐燃料燃燒后，煙氣中的酸性氣體和冷凝水反應，致 使冷凝水呈酸性，腐蝕省煤器，且積聚的冷凝水也無法實現自動排出，積聚到 一定程度，沿煙道倒流入鍋爐，造成煙道和鍋爐的腐蝕。另外，鍋爐煙氣排煙 溫度控制不當，造成鍋爐排煙溫度過低，在沒有設置鍋爐引風機的鍋爐系統中， 又不利于鍋爐尾部煙氣排放，甚至影響鍋爐運行。在--般的鍋爐設計中，為保 障鍋爐尾部煙氣排放、避免冷凝水產生，鍋爐尾部煙氣排煙溫度往往設定的比 較高，攜帶大量的熱能，造成能源浪費，污染環境。最后，現有的節能器中的 換熱進水皆流經單一的換熱水管路。隨著換熱水的流動，換熱水與廢熱載體間 不斷進行熱交換，使換熱水的溫度升高；換熱水管不同部位的換熱水溫度不同， 造成各處熱交換的效率也不一樣。不能實現均勻換熱從整體上降低了熱交換的 效率，限制了現有節能器的節能效果。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種自動排放冷凝水節能器，可將 冷凝水自動排放出煙道，避免對煙道和鍋爐的腐蝕。
為實現上述實用新型目的，本實用新型的自動排放冷凝水節能器包括進煙 通道，進煙通道包括有橫向設置部分，該節能器還包括排水裝置，排水裝置包 括擋水凸起、"U"形液封器和與擋水凸起相配套的排水槽，進煙通道的上部沿其截面方向設有擋水凸起，排水槽位于擋水凸起下方進煙通道的底部；排水槽
與"u"形液封器的進水端相連通。
作為本實用新型的--種改進，所述排水裝置還包括有排水管，所述排水槽通 過液封器與排水管相連通，所述排水管上設有排水閥。
作為本實用新型的進一歩改進，所述擋水凸起外緣截面小于其根部截面，所
述"u"形液封器出水端一側的管路為伸縮管或柔性軟管。
作為本實用新型的進一步改進，與進煙通道相連通設冇殼體，殼體內設有 換熱盤管組，殼體底端設有換熱水進水口，殼體上端設有煙道出口和換熱水出
水口；該自動排放冷凝水節能器還包括有自動控制系統，自動控制系統包括電
氣控制執行裝置、設在煙道出口的溫度傳感器、電動調節閥，電動調節閥設在 與換熱水出水口相連通的管路上，電氣控制執行裝置與溫度傳感器和電動調節 閥控制連接。
作為本實用新型的進一步改進，所述換熱盤管組包括上下兩個水平布置的 換熱盤管，不同換熱盤管的進水口位于殼體同一側的不同端部且其出水口位于 殼體另一側各自進水口的對角端部。
作為本實用新型的進一步改進，所述節能器的各部件均釆用耐腐蝕材料。 采用本實用新型的結構，進煙通道的上部設有擋水凸起，當冷凝水從殼體 內流下來時，被擋水凸起擋住，從而聚集在擋水凸起底端，聚集的較多時會從 擋水凸起處滴落，并沿進煙通道底部流入排水槽，通過液封器排出。這樣就避 免了冷凝水沿節能器的進煙通道倒流入鍋爐、對鍋爐和沿途的進煙通道造成腐 蝕從而縮短其使用壽命。同時，液封的設置防止了冷凝水或空氣通過排水槽倒 流入進煙通道。
排水槽通過液封器與排水管相連通，排水管上設有排水閥。排水管和排水閥 的設置便于控制排水方向和排水時間。
"u"形液封器出水端一側的管路為伸縮管或柔性軟管，在煙道內的壓力變化時，可以通過調整液封器出口端的高度來控制液封器進口端的存液量，從而 確保冷凝水不會在煙道內外的壓差作用下倒流入煙道。利用煙道內壓力與CD段
液柱壓力之和等于大氣壓力與AB段液柱壓力之和的原理， 一旦CD段液柱升高 時，煙道內壓力與CD段液柱壓力之和大于大氣壓力與AB段液柱壓力之和，冷 凝水自動從冷凝水排放閥門lb排出，實現自動排放冷凝水。始終保持"U"型 冷凝水排放液封器la充滿冷凝水，即可保證排煙的密閉性。
自動控制系統的設置在保證了排煙溫度基本恒定的同時無須手動操作，使 用十分方便，不會出現排煙溫度過高帶來的能量浪費現象，也避免了排煙溫度 過低造成的冷凝水過多的現象。當排煙溫度高于設定值時加大電動調節閥的開 啟度，從而增加換熱水的流量，增加換熱水與煙氣之間的換熱量，最后降低排 煙溫度；當排煙溫度低于設定值時減小電動調節閥的開啟度，從而減小換熱水 的流量，減小換熱水與煙氣之間的換熱量，最后升高排煙溫度。
殼體內進、出水管及換熱盤管組的具體設置方式具有如下的優點同一換 熱盤管的進、出水口對角設置，該換熱盤管將覆蓋自動排放冷凝水節能器的整 個截面，延長了換熱盤管的管程、增加了換熱水在盤管中的流動時間，從而使 通過節能器的煙氣與每一換熱盤管充分換熱。煙氣在通過換熱盤管組下方的盤 管時，靠近盤管進水口一側的煙氣與溫度較低的換熱水進行熱交換，其溫度降 低較多，靠近盤管出水口一側的煙氣與溫度較高的換熱水進行熱交換，其溫度 降低較少。煙氣接著通過換熱盤管組上方的盤管，通過上一盤管時溫度降低較 多的一側煙氣此時則與靠近盤管出水口的換熱水進行熱交換，其溫度降低較少；
通過上一盤管時溫度降低較少的一側煙氣此時則與靠近盤管進水口的換熱水進 行熱交換，其溫度降低較多。這樣，縱向不同位置處的煙氣，在經過換熱盤管 組的兩只換熱盤管后其溫降基本相同，因此更好地實現了均勻換熱，提高了整 體換熱效率。
自動排放冷凝水節能器的各部件均采用耐腐蝕材料，能夠延長殼體等經常接觸冷凝水的部件的使用壽命，減少了設備的養護工作量，節省了使用成本。
圖1是本實用新型的結構示意圖2是本實用新型的換熱盤管的結構示意圖3是本實用新型的煙氣在殼體內縱向流動的截面示意圖4是本實用新型的擋水凸起第二種設置方式的結構示意圖5是本實用新型的擋水凸起第三種設置方式的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1至圖3所示，本實用新型的自動排放冷凝水節能器包括殼體8、冷 凝水排水裝置l(冷凝水排放裝置1包括擋水凸起ld、與擋水凸起ld相配套的排 水槽lc、排水閥lb、 "U"形液封器la和排水管le)、進煙通道2和設置在殼體 8內的換熱水系統，殼體8底端設有進口擴容煙道6，殼體8上端設有出口收縮 煙道10，出口收縮煙道10固定連接有出口收縮煙道法蘭11。進煙通道2橫向 設置且其一端與殼休8底端的進口擴容煙道6通過擴容法蘭5固定連通，進煙 通道2與殼體8連通的一端高于其另一端。殼體8底端還設有換熱進水口 30， 殼體上端還設有換熱出水口 31。換熱進水口 30、換熱出水口 31分別連通有"U" 型進水集箱7和"U"型出水集箱14。外置的動力水泵23通過節能器進水管22 與換熱水進水口 30相連通，節能器進水管22上設有閥門3。節能器出水管19 與換熱水出水口 31相連通，在節能器出水管19上設有出水閥18、排氣閥16和 安全閥15。
如圖1所示，冷凝水排水裝置包括條形擋水凸起ld、與擋水凸起ld相配 套的排水槽lc、排水闊lb、 "U"形液封器la和排水管le。進煙通道2進口端 橫向布置段的上煙道面為平面，該平面上沿其截面邊線固定連接擋水凸起ld， 擋水凸起ld外緣截面小于其根部截面；排水槽lc位于擋水凸起ld遠離殼體8 的一側且其槽口開口在進煙通道2的底部最低處；排水槽lc的槽底與"U"形液封器la的進水端相連通，"U"形液封器la的出水端與排水管le相連通，排 水管le上設有排水閥lb。其中，"U"形液封器la出水端一側的管路為伸縮管， 也可為柔性軟管，這樣就可以根據需要調整"U"形液封器la出水端相對于其 進水端的高度。利用煙道內壓力與CD段液柱壓力之和等于人氣壓力與AB段液 柱壓力之和的原理， 一旦CD段液柱升高時，煙道內壓力與CD段液柱壓力之和 大于大氣壓力與AB段液柱壓力之和，冷凝水自動從冷凝水排放閥門lb排出， 始終保持"U"型冷凝水排放液封器la充滿冷凝水，保證排煙的密閉性。所述 擋水凸起的設置方式可以有三種l.如圖1所示在進煙通道頂部沿截面方面向下 延伸設置；2.如圖4所示進煙通道...匕部坡度轉折并在坡度轉折處沿進煙通道頂部 截面形成尖角在下的擋水凸起。3.如圖5所示進煙通道上部坡度轉折并在坡度 轉折處沿進煙通道頂部截面形成凸圓弧面在下的擋水凸起。
如圖1所示該自動排放冷凝水節能器還包括有自動控制系統，自動控制系 統包括電氣控制執行裝置13、設在出口收縮煙道10上的溫度傳感器12、電動 調節閥17，電動調節閥17設在節能器出水管19上。電氣控制執行裝置13通過 信號線路接收溫度傳感器12的溫度信號并將該溫度與設定的溫度值進行比較， 并根據兩個溫度的差值控制電動調節閥17的開啟度，使煙氣出口溫度始終維持 在設定的煙氣出口溫度范圍之內。
如圖1、圖2和圖3所示，換熱水系統包括換熱盤管組9a、 9b，與換熱水 進水口 30相連通的"U"型進水集箱7，與換熱水出水口 3]相連通的"U"型出 水集箱14。 "U"型進水集箱7包括有縱向設置的盤管進水管7a、 7b， "U"型出 水集箱14包括縱向設置的盤管出水管14a、 14b。其中，換熱盤管組9a、 9b均 包括有上下兩個水平設置的換熱盤管。盤管第一進水管7a縱向設置在殼體8 -— 側的前端，盤管第一出水管14a相應地縱向設置在殼體8另一側的后端，盤管 第一進水管7a通過換熱盤管組9a、 9b中的下方盤管與盤管第一出水管14a相 連通，所述換熱盤管組9a、 9b沿殼體8縱向均勻設置。盤管第一進水管7a同側的后端還設有與進水口 30相連通的盤管第二進水管7b，第一出水管14a同側 的前端還設有與出水口 31相連通的盤管第二出水管14b，盤管第一進水管7a通 過換熱盤管組9a、 9b中的下方盤管與盤管第一出水管14a相連通，盤管第二進 水管7b通過換熱盤管組9a、 9b中的上方盤管與盤管第二出水管14b相連通。 如圖1和圖2所示，換熱盤管組9a、 9b各自的組成盤管在縱向上交替水平設置 且在橫向上交錯設置。采用這種形式的換熱水系統，換熱水在殼體內對角進出、 換熱盤管組9a、 9b都為多回程設置且在縱向、橫向上交替、交錯排列,，延長了 換熱盤管的管程、增加了換熱水在盤管中的流動時間，使換熱水和煙氣之間均 勻充分換熱，防止本實用新型的自動排放冷凝水節能器排出煙氣一側和另一側 的冷熱不均勻，防止了殼體內不同部位間換熱不均勻的現象。如圖1所示，煙 氣依次流經進煙通道2、進口擴容煙道6、殼體8、收縮煙道IO，煙氣流經殼體
8時擴容，煙氣流速下降，增加煙氣在節能器內的滯留時間，和換熱盤管組進行 充分換熱；如圖3所示，煙道內煙氣流經上下交錯排列的換熱盤管組時，煙氣 擾動，呈"S"形流出，這也增加了煙氣在節能器內的滯留時間，和換熱盤管組 進行充分換熱。當然，如圖3所示，換熱盤管組可以根據需要設置有多組。
本實用新型的自動排放冷凝水節能器安裝在鍋爐尾部高溫排煙煙道上，與 煙道法蘭21對接，煙道法蘭21、煙道2、進口擴容煙道法蘭5、進口擴容煙道 6、殼體8、出口收縮煙道10、出口收縮煙道法蘭11依次相連，組成本實用新 型的節能器的排煙系統。
本自動排放冷凝水節能器的各部件均采用耐腐蝕材料。節能器的各進出水 管及各換熱盤管組均為常壓設備，因此可以在不影響使用的同時避免高壓造成 的安全隱患。在需要將換熱水供給壓力用熱單元時，可以通過增壓水泵將換熱 水出水增壓后送到壓力用熱單元。使用時，動力水泵23做動力，常溫水通過進 水管22，經進水閥門3進入節能器后，分別進入盤管進水管7a和盤管進水管 7b，再分別經過換熱盤管組9a和9b并與高溫煙氣充分換熱后進入盤管出水管14a、 14b，匯集到"U"型出水集箱的出水口 31，通過電動調節閥17調節水量， 經出水閥門18和出水管19流出，供應用熱單元。靠近"U"型進水集箱7側的 進水管22上裝有排污閥4，檢修時便于放掉節能器的管程水；本實用新型的節 能器進水管22和出水管19間連接一旁通管道，安裝有旁通閥門20，在本實用 新型的節能器出現異常情況時，關閉進水閥門3和出水閥門18，水路系統通過 旁通閥門20，可以臨時保證用熱單元用水。本節能器的"U"型出水集箱14出 口端安裝有安全閥15、排氣閥16，當水路系統壓力超過安全閥15設定壓力時， 安全閥15自動打開卸壓，可以確保本實用新型的節能器水路系統壓力不超過設 定壓力，保證本實用新型的節能器安全運行。本實用新型的節能器的水路系統 管程水積氣或水溫過高發生汽化現象時，可以通過排氣閥16自動排放，確保水 路系統進、出水流暢，防止氣堵和水擊的發生。
當然，本實用新型包括但不限于本實施例，如進U擴容煙道法蘭5、進口擴 容煙道6、出口收縮煙道IO、出口收縮煙道法蘭ll，在方便運輸安裝、不影響 工藝的情況下，可根據實際改變形狀和相對位置。本實用新型的自動排放冷凝 水節能器可以如圖1所示縱向連接在煙道上，也可以水平連接在煙道上。殼體8 擴容容積和煙氣過流面積結合鍋爐尾部高溫排煙情況進行核算核定，根據不同 的情況采用不同的數值。另外，本自動排放冷凝水節能器也可安裝在鍋爐排煙 通道之外的其他廢熱載體的通道上。上述變換均落在本實用新型的保護范圍之 內。凡是在本實用新型基礎上進一歩改進的方案，均視為是本實用新型請求保 護的范圍。
權利要求1. 自動排放冷凝水節能器，包括進煙通道，其特征在于進煙通道包括有橫向設置部分，該節能器還包括排水裝置，排水裝置包括擋水凸起、“U”形液封器和與擋水凸起相配套的排水槽，進煙通道的上部沿其截面方向設有擋水凸起，排水槽位于擋水凸起下方進煙通道的底部；排水槽與“U”形液封器的進水端相連通。
2. 根據權利要求1所述的自動排放冷凝水節能器，其特征在于所述排水 裝置還包括有排水管，所述排水槽通過液封器與排水管相連通，所述排水管上 設有排水閥。
3. 根據權利要求2所述的自動排放冷凝水節能器，其特征在于所述擋水凸起外緣截面小于其根部截面，所述"u"形液封器出水端一側的管路為伸縮管或柔性軟管。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的自動排放冷凝水節能器，其特征在于與進煙通道相連通設有殼體，殼體內設有換熱盤管組，殼體底端設有換熱水進水口，殼體上端設有煙道出口和換熱水出水口；該自動排放冷凝水節能器還包括有自動控制系統，自動控制系統包括電氣控制執行裝置、設在煙道出口的溫 度傳感器、電動調節閥，電動調節閥設在與換熱水出水口相連通的管路上，電 氣控制執行裝置與溫度傳感器和電動調節閥控制連接。
5. 根據權利要求4所述的自動排放冷凝水節能器，其特征在于所述換熱盤管組包括上下兩個水平布置的換熱盤管，不同換熱盤管的進水口位于殼體同一 側的不同端部且其出水口位于殼體另--側各自進水口的對角端部。
6. 根據權利要求5所述的自動排放冷凝水節能器，其特征在于所述節能器的各部件均采用耐腐蝕材料。
專利摘要本實用新型公開了一種自動排放冷凝水節能器，包括進煙通道，進煙通道包括有橫向設置部分，該節能器還包括排水裝置，排水裝置包括擋水凸起、“U”形液封器和與擋水凸起相配套的排水槽，進煙通道的上部沿其截面方向設有擋水凸起，排水槽位于擋水凸起下方進煙通道的底部；排水槽與“U”形液封器的進水端相連通。采用本實用新型的設置，可將冷凝水自動排放出煙道，避免對煙道和鍋爐的腐蝕。
文檔編號F22D1/02GK201246734SQ20082014838
公開日2009年5月27日 申請日期2008年8月6日 優先權日2008年8月6日
發明者樂 卓, 卓永冰 申請人:卓永冰